静态嵌套类的实例变量与外部类的静态变量

Question

我在 java 中为特定用例使用了一个静态嵌套类。一个最小的例子如下所示：

public class Foo {
    static int fooInner = getInner(); // CASE 1 

    private static class StaticFoo {
        int fooInner = getInner(); // CASE 2

        public int useFooInner(){
            System.out.println(fooInner);
            //do something
        }
    }
}

问题是案例 1 中的内存分配与案例 2 中的内存分配有何不同？还是一样？ 如果我也将案例 2 变量设为静态怎么办。内存使用会不同吗？

注意：请不要提及会发生阴影。虽然我已经将两个变量都放在那里，但这是一个“OR”案例，这就是“CASE”的原因。

PS：我觉得内存使用应该是一样的。由于嵌套类是静态的，因此不会为每个对象创建它，因此实例变量 fooInner（案例 2）也只会创建一次。因此，getInner() 函数将只运行一次。但这只是抽象层面+直觉。一个更具描述性的答案将不胜感激！

Answer 1

它们是不同的。

从内存分配的角度来看，静态内部类与顶级类没有什么不同。您的 StaticFoo 将被编译为一个类 (Foo$StaticFoo.class)，该类在运行时基本上独立于其父类。在编译时，对私有成员进行访问检查。

因此，在情况 1 中，您的类中有一个静态字段。它将作为一个字段分配给堆上的Foo.class 对象。每个加载Foo类的ClassLoader只有一个实例，这通常意味着整个JVM只有一个共享实例。

在情况 2 中，您在 Foo$StaticFoo 类中有一个 instance 字段。在堆上，将为创建的每个 StaticFoo 实例分配空间（并分配一个值）。创建的每个 StaticFoo 都将访问它自己的该字段实例，并且由于它不是final，因此每个实例的值都可以独立更改。

如果您将StaticFoo.fooInner 更改为static，则与案例1 完全相同。

注意：以上内容仅适用于 Java 8 及更高版本。对于早期的 JVM，在每种情况下分配的 数量 内存仍然与上面的描述相匹配，但是静态变量以及每个 ClassLoader 的单例也存储在不同的内存池中：PermGen 空间而不是主堆。详情请见this answer。